集成电路中的基本逻辑单元

数字集成电路复习指南..

1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件，按一定电路互连，“集成”在一块半导体晶片（硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门，对于CMOS集成电路来说，一个两输入与非门由四个晶体管组成，因此一个CMOS电路的晶体管数除以四，就可以得到该电路的等效逻辑门的数目，以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下： 集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。 摩尔分析了集成电路迅速发展的原因， 他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: （1）特征尺寸不断缩小，大约每3年缩小1.41倍； （2）芯片面积不断增大，大约每3年增大1.5倍； （3）器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去，实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力，引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平，它所对应的输入电平定义为关门电平；给定允许的最高输出低电平，它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点，即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象 在正常工作状态下，PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg，因 此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下，例如由电源或 输出端引入一个大的脉冲干扰，或受r射线的瞬态辐照，使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg，这时，该寄生结构中就 会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供 大于维持电流Ih的输出，即使外界干扰信号已经消失，在PNPN四 层结构之间的导通电流仍然会维持，这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间： T pdo ——晶体管本征延迟时间； UL ——最大逻辑摆幅，即最大电源电压； Cg ——扇出栅电容(负载电容)； Cw ——内连线电容； Ip ——晶体管峰值电流。

三种逻辑电路的比较

三种逻辑电路的介绍与比较 摘要:本文主要介绍CMOS逻辑,TTL逻辑与二极管逻辑。先对三种逻辑电路进行介绍,然后 对三种逻辑电路进行比较。 正文: 一:首先介绍的就是最早使用的ＴＴＬ逻辑电路。TTL全称Transistor-Transistor Logic, 即BJT-BJT逻辑门电路,就是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路,应用较早,技术已比较成熟。TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管,晶体三极管)与电阻构成,具有速度快的特点。最早的TTL门电路就是74系列,后来出现了74H系列,74L系列,74LS,74AS,74ALS等系列。但就是由于TTL功耗大等缺点,正逐渐被CMOS电路取代。 TTL 门电路有74(商用)与54(军用)两个系列,每个系列又有若干个子系列。TTL电平信号被利用的最多就是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统,这就是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 (１)７４系列以内部结构可以分为: (ａ)标准型:结构跟构成的材料最简单,相对的特性也就是不理想,所以此类型已经被淘汰多时。无英文简写,范例:7400。 (ｂ)早期的低功率型与高速型: 低功率型,(英文Low Power简写“L”),耗电低,但速度慢。范例:74L00。 高速型,(英文High Speed简写“H”),速度较快,输出较强,但耗电高。范例:74H00。 由于S 型耗电与H 型相近,但速度极快。LS 型的耗电与L 型相近,但速度却快很多,甚至比H 型还快。因此L 型与H 型很快就退出市场。 (ｃ)肖特基(Schottky):除了电阻器一样就是做控流跟偏压用途,萧特基型最主要就是采用萧特基二极管跟萧特基晶体管,改善切换速度。在市面上跟教育单位非常普及,特性也很不错,常常被用来搭配Intel 8051使用。LS型逐渐成为TTL中的主流。 萧特基型(英文Schottky Logic,简写“S”),范例:74S00 高级萧特基型(英文Advanced Schottky Logic,简写“AS”),范例:74AS00。 低功率萧特基型(英文Low Power Schottky Logic,简写“LS”),范例:74LS00。 高级低功率萧特基型(英文Advanced Low Power Schottky Logic,简写“ALS”),范例:74ALS00。(ｄ)快速(英文Fast,简写“F”):快速型就是有别于萧特基型所另外发展的高速TTL,范例:74F00

数字集成电路教学大纲

《数字集成电路》课程教学大纲 课程代码：060341001 课程英文名称：digital integrated circuits 课程总学时：48 讲课：44 实验：4 上机：0 适用专业：电子科学与技术 大纲编写（修订）时间：2017.05 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 数字集成电路是为电子科学与技术专业开设的学位课，该课程为必修专业课。课程主要讲授CMOS数字集成电路基本单元的结构、电气特性、时序和功耗特性，以及数字集成电路的设计与验证方法、EDA前端流程等。在讲授基本理论的同时，重在培养学生的设计思维以及解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握CMOS工艺下数字集成电路基本单元的功能、结构、特性； 2．掌握基于HDL设计建模与仿真、逻辑综合、时序分析；熟悉Spice模型； 3．具备将自然语言描述的问题转换为逻辑描述的能力； 4. 具有解决实际应用问题的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：CMOS数字集成电路设计方法与流程；CMOS逻辑器件的静态、动态特性和Spice 模型；数字集成电路的时序以及互连线问题；半导体存储器的种类与性能；数字集成电路低功耗解决方法以及输入输出电路；数字集成电路的仿真与逻辑综合。 2.基本理论和方法：在掌握静态和动态CMOS逻辑器件特性基础上，理解CMOS数字集成电路的特性和工作原理；掌握真值表、流程图/状态机、时序图的分析方法和逻辑设计的基本思想。 3.基本技能:掌握器件与系统的建模仿真方法；具备逻辑描述、逻辑与时序电路设计能力；熟悉电路验证与综合软件工具。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基础概念、基本方法和设计思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加习题和讨论课，并在一定范围内学生讲解，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用网络资源、参照设计规范及芯片手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3．计算机辅助设计：要求学生采用电路建模语言（SPICE/HDL）和仿真模拟工具软件进行电路分析与设计验证；采用逻辑综合工具软件进行电路综合；采用时序分析工具进行时序验证。（四）对先修课的要求 本课程主要的先修课程有：大学物理、电路、线性电子线路、脉冲与逻辑电路、EDA技术与FPGA应用、微机原理及应用，以及相关的课程实验、课程设计。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节（如：MOS反相器静态特性/开关特性和体效应、组合与时序MOS电路、动态逻辑电路、数字集成电路建模与仿真验证、数字集成电路逻辑综合）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及分析设

数字电路与数字逻辑练习题

一、填空 1. 数制变换: a) 将十进制数175转换成二进制数为_____ 、十六进制为_____ 、八进制为 __ 。 b) 二进制数(111010010)2对应的十六进制数是_____ 、八进制为—、十进制为 c) ( 16.52)8=( )2 =( )16= ( ) 10 d) ( 17)10=( ) 2 =( )16=( )8 2.编码： a) ( 1000)自然二进制码=( ) 余3码,(110100)2=( )BCD。 b) ( 15.5)10=( )8421BCH( )余3 BCD。 c) ( 38) 10用8421BCD码表示为 ____ 。 d) 二进制数(-100000)的原码为 _、补码为___。 e) ［X］反=10111，则［X］补=—，［X］原= ___________ ，［X］真值= 。 g) ［X］补=10110,则［X］反=—，［X］原= __ ，［X］真值= _ 。 3. 一种进位计数包含两个基本因素：______ 和____ 。 4. 常见的BCD编码中，有权码有____ 、___ ，无权码有___ 、___ 。 5. 如采用奇偶校验传送的数据部分为0111001，则所加奇校验位应为_____ ，偶校验位 应为_____ 。 6. 逻辑代数的基本运算有：___、___、___。 7. 当决定一事件的条件中，只要具备一个条件，事件就会发生，称这种关系为 逻辑关系，或称为关系。 8. ______________________________________________________ 真值表如下表，写出F1、F2、F3、F4的逻辑关系表达式______________________________ 9. _________________________________________ 逻辑函数F = A + AB以最小项形式表示为__________________________________________ ，可化简为______ 10.逻辑函数F =

数字电路与数字逻辑练习题

《数字电路与数字逻辑》练习题一 一、填空 1．将下列二进制数转为十进制数 （1001011）B = （ ）D （11．011）B = （ ）D 2．将下列有符号的十进制数转换成相应的二进制数真值、原码、反码和补码 （+122）=（ ）真值 = （ ）原码 =（ ）反码 = （ ）补码 3．把下列4个不同数制的数D 、(110000)B 、(17A)H 、(67)O （ 按从大到小的 次 序 排 列 （ ） > （ ）>( )>( ) 。将下列各式变换成最简与或式的形式 =+B AB （ ） =+AB A （ ） =++BC C A AB （ ） 4．将下列二进制数转为十进制数 （101000）B = （ ）D （11．0101）B = （ ）D 5．将下列十进制数转为二进制数，八进制数和十六进制数 （0．8125）= （ ）B = （ ）O = （ ）H （254．25）= （ ）B = （ ）O = （ ）H 6．将下列有符号的十进制数转换成相应的二进制数真值、原码、反码和补码 （+125）=（ ）真值 = （ ）原码 =（ ）反码 = （ ）补码 （—42）=（ ）真值 = （ ）原码 =（ ）反码 = （ ）补码 7．逻辑函数C A CD AB F ++=的对偶函数F '是__________________________；其反函数F 是_________________________。 8．当j i ≠时，同一逻辑函数的最小项=?j i m m _________；两个最大项

=+j i M M ___________。 9．（）10=（_________）2=（_________）16。 10．n 个输入端的二进制译码器，共有_________个输出端，对于每一组输入代码，将有_________个输出端具有有效电平。 11.将下列二进制数转为十进制数 （1010001）B = （ ）D （11．101）B = （ ）D 12.将下列有符号的十进制数转换成相应的二进制数真值、原码、反码和补码 （+）=（ ）真值 = （ ）原码 =（ ）反码 = （ ）补码 13.把下列4个不同数制的数D 、(27A)H 、(10110)B 、(67)O 按从大到小的次序排列（ ）>（ ）>( )>( ) 。 14.对于D 触发器，欲使Qn+1=Qn ，输入D=（ ），对于T 触发器，欲使Qn+1=Qn ，输入T=（ ） 15.一个512*8位的ROM 芯片，地址线为（ ）条，数据线为（ ）条。 16.对32个地址进行译码，需要（ ）片74138译码器。 17.存储器起始地址为全0，256K*32的存储系统的最高地址为（ ）。 18.将下列各式变换成最简与或式的形式 （ ） （ ） （ ） 19．五级触发器的进位模数最大为（ ）进制。 20.十进制数（）10转换成十六进制数是（ ），转换成二进制数是（ ），转换成八进制数是（ ），转换成8421BCD 码为（ ）。 21.将二进制1100110转换成余3码为（ ），转换成格雷码为（ ）。 22.设真值X= —0101，则X 的原码为（ ），反码为（ ），补码为（ ）。 23.卡诺图是（ ）的一种特殊形式。利用卡诺图法花剑逻辑函数比（ ）法更容易得到简化的逻辑函数表达式。 24.函数L=AC+BC 的对偶式为：（ ）。 25.一个1024*16位的ROM 芯片，地址线为（ ）位，数据线为（ ）位。 26.对于JK 触发器，若J=K ，可完成（ ）触发器的逻辑功能。 27.组合逻辑电路中部包含存储信号的（ ）元件，它一般是由各种（ ）组合而成的。 28.对64个地址进行译码，需要（ ）片74138译码器。 +AC 化成最小项的形式为（ ）。 30.将变换成或非的形式为（ ）。 31.数制转换 10=( )2 2=( )10 32.将下列有符号的十进制数转换成相应的二进制数真值﹑原码﹑反码和补码 (+11/32)=( )真值=( )原码 =( )反码=( )补码

第8章 CMOS基本逻辑单元

8.2.1 CMOS 互补逻辑 图8.11 CMOS 互补逻辑 反相器 与非门 或非门 综合逻辑门 (1) 基本的CMOS 与非门、或非门 图CMOS 与非门和或非门 CMOS 与非门：P 并N 串 CMOS 或非门：P 串N 并 CMOS 与非门、或非门的不同表示符号 5 NAND2 logic circuit. 6 7 NAND2 VTC analysis. 8 Layout of NAND2 for V M calculation. 9 Simplification of the series-connected nFETs.

10 Simplification of parallel-connected pFETs. ，仅使用另一输入端作开关转换时 13 15 NOR2 VTC construction. 按最佳噪容要求，无论是与非门还是或非门，最佳噪容条件为为了稳定输出高低电平，可在输入输出端分别加倒相器作缓冲级。下图所示为带缓冲级的二输入端与非门电路。 CMOS 集成门的输出缓冲级：输出特性与倒相器相同 B A B A Y ?=+=带缓冲级的CMOS 与非门电路

带缓冲级的CMOS 或非门电路 B A B A Y +=?=下图所示为带缓冲级的二输入端或非门电路。 静态CMOS 逻辑门具有以下特点 22232627

实现8个变量“与”的三种方案 2930 31 用与或非门实现“异或”“同或”功能 ） 伪NMOS 逻辑(a) 与非门(b) 或非门 34 8.2.3 动态CMOS 逻辑 () E D C AB Z ++=简化电路 36

【集成电路(IC)】电子专业术语英汉对照加注解

【集成电路(IC)】电子专业术语英汉对照加注解 电子专业英语术语 ★rchitecture（结构）：可编程集成电路系列的通用逻辑结构。 ★ASIC（Application Specific Integrated Circuit－专用集成电路）：适合于某一单一用途的集成电路产品。 ★ATE（Automatic Test EQUIPment－自动测试设备）：能够自动测试组装电路板和用于莱迪思ISP 器件编程的设备。 ★BGA（Ball Grid Array－球栅阵列）：以球型引脚焊接工艺为特征的一类集成电路封装。可以提高可加工性，减小尺寸和厚度，改善了噪声特性，提高了功耗管理特性。 ★Boolean Equation（逻辑方程）：基于逻辑代数的文本设计输入方法。 ★Boundary Scan Test（边界扫描测试）：板级测试的趋势。为实现先进的技术所需要的多管脚器件提供了较低的测试和制造成本。 ★Cell-Based PLD（基于单元的可编程逻辑器件）：混合型可编程逻辑器件结构，将标准的复杂的可编程逻辑器件（CPLD）和特殊功能的模块组合到一块芯片上。 ★CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor－互补金属氧化物半导体）：先进的集成电路★加工工艺技术，具有高集成、低成本、低能耗和高性能等特征。CMOS 是现在高密度可编程逻辑器件（PLD）的理想工艺技术。 ★CPLD（Complex Programmable Logic Device－复杂可编程逻辑器件）：高密度的可编程逻辑器件，包含通过一个中央全局布线区连接的宏单元。这种结构提供高速度和可预测的性能。是实现高速逻辑的理想结构。理想的可编程技术是E2CMOS?。 ★Density （密度）：表示集成在一个芯片上的逻辑数量，单位是门（gate）。密度越高，门越多，也意味着越复杂。 ★Design Simulation（设计仿真）：明确一个设计是否与要求的功能和时序相一致的过程。★E2CMOS?（Electrically Erasable CMOS－电子可擦除互补金属氧化物半导体）：莱迪思专用工艺。基于其具有继承性、可重复编程和可测试性等特点，因此是一种可编程逻辑器件（PLD）的理想工艺技术。 ★EBR（Embedded BLOCk RAM－嵌入模块RAM）：在ORCA 现场可编程门阵列（FPGA）中的RAM 单元，可配置成RAM、只读存储器（ROM）、先入先出（FIFO）、内容地址存储器（CAM）等。 ★EDA（Electronic Design Automation－电子设计自动化）：即通常所谓的电子线路辅助设计软件。 ★EPIC （Editor for Programmable Integrated Circuit－可编程集成电路编辑器）：一种包含在★ORCA Foundry 中的低级别的图型编辑器，可用于ORCA 设计中比特级的编辑。★Explore Tool（探索工具）：莱迪思的新创造，包括ispDS+HDL 综合优化逻辑适配器。探索工具为用户提供了一个简单的图形化界面进行编译器的综合控制。设计者只需要简单地点击鼠标，就可以管理编译器的设置，执行一个设计中的类似于多批处理的编译。 ★Fmax：信号的最高频率。芯片在每秒内产生逻辑功能的最多次数。 ★FAE（Field Application Engineer－现场应用工程师）：在现场为客户提供技术支持的工程师。 ★Fabless：能够设计，销售，通过与硅片制造商联合以转包的方式实现硅片加工的一类半导体公司。

FPGA的逻辑单元与门是什么对应关系

FPGA的逻辑单元与门是什么对应关系 一般而言FPGA等效门数的计算方法有两种，一是把FPGA基本单元（如LUT+FF，ESB/BRAM）和实现相同功能的标准门阵列比较，门阵列中包含的门数即为该FPGA 基本单元的等效门数，然后乘以基本单元的数目就可以 得到FPGA门数估计值；二是分别用FPGA和标准门阵列实现相同的功能，从中统计出FPGA的等效门数，这种方 法比较多的依赖于经验数据。 对于第一种方法，FPGA包括LUT/FF/RAM等资源，分析各种资源等效门数时，总原则是等效原则，就是实现 相同的功能，在标准门阵列中需要的门数就是 FPGA该 资源等效门数，例如实现一个带寄存器输出的4输入XOR，在FPGA中需要用一个LUT和1个FF实现，在标准门阵列中一般要用21个与非门实现，于是1个LUT＋1个FF 等效于21个门。对ESB（BRAM），由于用标准门阵列实 现1bit的RAM时一般需要4个门，因此 SB/BARM 做RAM 使用时，1bit等效4个门，对Altera FPGA中一个 2048bit的ESB，等效门数为8K。光靠这些数据还不能比较准确地计算出FPGA的等效门数。因为这只是一种简单情况，实际情况要复杂很多。 例如，如果实现的是带寄存器输出地2输入XOR，

FPGA也要用1个LUT＋FF，而标准门阵列只需要8个NAND，于是1 个LUT+1个FF只等效于8个门。同时特定功能的实现，在不同的标准门阵列系列中需要的门数也不一样，因此等效门的计算只能是个大概的数值。也就是说对于某一具体型号FPGA的门数估计，与FPGA资源的用途有密切关系。LUT用于实现2输入XOR和4输入XOR等效门数不一样（分别为1和 13）；FF不带异步清零、复位、时钟使能和带这些端口的等效门数不同（分别为8和13）；ESB（BRAM）做RAM使用时，1bit等效4个门，1个 2048bit的BRAM等效8K门，但是做查找表使用时可能只相当于不到200门。因此估计FPGA的等效门数需要做更细致的分析。 下面以EP20K1000E为例详细说明FPGA等效门数的估计方法。 （1）计算逻辑阵列的等效门数 估算EP20K1000E的门数时，把FPGA特定资源和LCA300K 标准逻辑阵列的门数（LSI LCA300K Data Book）比较，可以对FPGA等效门做出估计。FPGA一个LUT＋FF等效门数计算如图2所示 即LUT＋FF等效于8～21个门，上限和下限分别由实现简单函数、复杂函数分别界定。 APEX20K 的等效门数也可以根据经验数据获得，把超

数字电路与数字逻辑》期末考试及答案

《数字电路与数字逻辑》 期末考试试卷 考生注意：1．本试卷共有五道大题，满分100分。 2．考试时间90分钟。 3．卷面整洁，字迹工整。 一、填空题（每小题1分，共20分） 1．将下列二进制数转为十进制数 （1010001）B = （ ）D （ 11 ． 101 ） B = （ ）D 2．将下列有符号的十进制数转换成相应的二进制数真值、原码、反码和补码 （ +254.25 （ （ ）原码 =（ ） 反码 = （ ）补码 3．把下列4个不同数制的数(76.125)D 、 (27A)H 、 (10110)B 、(67)O 按从大到小的次序排列（ ）> （ ）>( )>( ) 。 4．对于D 触发器，欲使Q n+1=Q n ， 输入D=（ ），对于T 触发器，欲使Q n+1=Q n ，输入T=（ ） 5．一个512*8位的ROM 芯片，地址线为（ ）条，数据线为（ ）条。 6． 对32个地址进行译码，需要 译码器。 0，256K*32 统的最高地址为 8．将下列各式变换成最简与或式的 形式 =+B A （ ） =+B A A （ ） = ++C B C A AB （ ） 9．五级触发器的进位模数最大为（ ）进制。 二、组合电路设计题（每空10分，共20分） 1．用八选一数据选择器74LS151实现逻 辑函数 AC BC AB C B A L ++=),,( （10分） 2、用74LS138设计一个电路 实现函数F = AB+ B C （提示：在74LS138的示意图上直接连线即可）（10分）

三、组合电路分析题（共10分） 已知逻辑电路如下图所示，分析该电路 的功能。 四、分析题（共24分） 1、分析如下的时序逻辑电路图，画出其 状态表和状态图，并画出Q1，Q2 的波形图，Q1Q2初态为00。（14 分） 2、电路如图所示，要求写出它们的输 出函数表达式，化简，并说出它们的逻 辑功能。（10分） 五、设计题（共26分） 1．用JK触发器设计一个“111”序列检 测器，允许重复，要求用一个输出信号 来表示检测结果。（16分） 2、试用74161设计一个同步十进制计数 器，要求采用两种不同的方法。（10分） 《数字电路与数字逻辑》期末 考试答案 一、填空 1、81， 3.625 3、（27A）H>（76.125）D>（67）O>（10110） B 4、Q n, 1 5、9, 8 6、4 7、(3FFF)H 8、B A A+ B AB+ C 9、32进制 二、组合逻辑设计题 1、（5分） F=C B A BC A C AB ABC+ + +=m3d3+ m5d5+m6d6+m7d7 （5分）则d3 d5 d6 d7为1，其他为0，画图略。 2、F= Y3 Y4Y5 Y7 三、组合逻辑分析题。 （5分）F=C B A⊕ ⊕ （5分）异或功能 四、时序电路 1、状态方程：（4分） Q Q Q Q Q Q D Q n n n n n n n K J 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 = + = = = + + 画波形图（2分） 2、L= = （4分）； C 1 =AB+（A+B）C（4分）； 全加器（2分） 五、 1、设计题

用集成电路实现逻辑函数

用集成电路实现逻辑函数 一、用集成译码器实现组合逻辑函数 1、步骤： 1）、将逻辑式Y 化为最小项表达式； 2）、将最小项表达式的各最小项与集成译码器输出相对应，确定译码器输入接法及输出项； 3）、按最小项表达式Y 用门电路连接译码器输出端。 4）、连接译码器功能端。 12345679 1011121314A 0 GND V CC 8 1516A 1A 2G 1Y 7Y 2Y 3Y 4Y 5Y b G 2B G 2A Y 1Y 074138 1234567A A A 2G 2B G 2A G 123012*********A A A Y A A A Y A A A Y A A A Y ==== 127012601250124A A A Y A A A Y A A A Y A A A Y ==== 2、例题： 例1 用74138和门电路实现组合逻辑函数

BC AB Y +='。 解： （1）先将逻辑函数式转换为最小项的形式： BC A C AB ABC BC A A C C AB BC AB Y ++=+++=+=)()(' （2）将74138输出端的输出表达式与得到的最小项表达式进行对应，现令 2A A =，1A B =，0A C = 则可以得到： 012012012A A A A A A A A A BC A C AB ABC ++=++ 367367Y Y Y Y Y Y =++= （3）设计实现：由最小项表达式的定义可知，一个逻辑函数的最小项表达式是由该函数所有最小项中取值为1的项，进行逻辑加实现的。所以从上面公式推导的结果可以知道只要是7 Y 、6 Y 、3 Y 中有一个输出 为0（有效电平），'Y 得结果就是1 。因此不必要求输出端同时有输出信号只要能实现题目的要求即可。根 据得到的表达式画出电路图如图4-4-4所示。

逻辑电路与集成电路.(DOC)

3.5逻辑电路与集成电路 【教学目标】（一）知识与技能 1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。 2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。 3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用 （二）过程与方法：突出学生自主探究、交流合作为主体的学习方式。 （三）情感、态度与价值观 1、感受数字技术对现代生活的巨大改变； 2、体验物理知识与实践的紧密联系； 【教学重点、难点】 重点:三种门电路的逻辑关系。 难点:数字信号和数字电路的意义。 【教学过程】 （一）引入新课（1）演示：一盏神奇的灯接通电源，灯不亮；有声，灯不亮；挡住光线，全场安静，灯不亮；挡住光线，拍手，灯亮。 点评：通过演示声光控感应灯，引发学生好奇心理和探究欲望。 （2）教师简介： 身边的“数字”话题：数码产品、数字电视、DIS实验、家电等。 这些电器中都包含了“智能”化逻辑关系，今天我们就来学习简单的逻辑电路。 （二）进行新课 教师介绍： A、数字信号与模拟信号 （1）数字信号在变化中只有两个对立的状态：“有”，或者“没有”。而模拟信号变化则是连续的。 （2）调节收音机的音量，声音连续变化，声音信号是“模拟”量。 （3）图示数字信号和模拟信息： 点评：引导学生了解数字信号和模拟信号的不同特征。 B、数字电路逻辑电路门电路 数学信号的0和1好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。下面我们将学习数字电路中最基本的逻辑电路---门电路。 1、“与”门 教师介绍：所谓“门”，就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过，如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。 教师：（投影）教材图2.10-2

高中物理 第三章 从电表电路到集成电路 3.5 逻辑电路与集成电路 集成电路的分类及使用

集成电路的分类及使用 概述 集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容 等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英 文缩写为IC，也称芯片。集成电路是60年代出现的，当 时只集成了十几个元器件。后来集成度越来越高，也有了 今天的P－III。 分类 集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大类别，而具体功能更是数不胜数，其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模、中规模、小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC，精密产品中用贴片封装的IC等。 对于CMOS型IC，特别要注意防止静电击穿IC，最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数，如工作电压，散热等。数字IC多用＋5V的工作电压，模拟IC工作电压各异。集成电路有各种型号，其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别，后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器LM 386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品，LM代表线性电路，N代表塑料双列直插。 集成电路型号众多，随着技术的发展，又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现，为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时，若没有专用的集成电路可以应用，就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路，同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中，有许多常用的集成电路，如NE555（时基电

路）、LM324（四个集成的运算放大器）、TDA2822（双声道小功率放大器）、KD93 00（单曲音乐集成电路）、LM317（三端可调稳压器）等。 这里有些集成电路的样子： 标准的双列直插集成电路：标准的单列直插集成电路： 集成电路介绍 集成电路IC是封在单个封装件中的一组 互连电路。装在陶瓷衬底上的分立元件或电 路有时还和单个集成电路连在一起，称为混 合集成电路。把全部元件和电路成型在单片 晶体硅材料上称单片集成电路。单片集成电 路现在已成为最普及的集成电路形式，它可 以封装成各种类型的固态器件，也可以封装 成特殊的集成电路。 通用集成电路分为模拟（线性）和数字两大类。模拟电路根据输入的各种电平，在输出端产生各种相应的电平；而数字电路是开关器件，以规定的电平响应导通和截止。有时候集成电路标有LM（线性类型）或DM（数字类型）符号。

基本数字逻辑单元HDL描述(第3讲)

基本数字逻辑单元HDL 描述 LOGO

基本数字逻辑单元HDL 描述 --时序逻辑电路HDL 描述 时序逻辑电路的输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关。 ?时序电路最重要的特点是存在着记忆单元部分；?时序电路主要包括： ?触发器和锁存器?计数器?移位寄存器?脉冲宽度调制等。

时序逻辑电路HDL 描述 --D 触发器HDL 描述 D触发器是数字电路中应用最多的一种时序电路。 输入输出CLR PRE CE D C Q 1X X X X 001X X X 1000X X 无变化0010↑00 011↑ 1 D 触发器真值表

D 触发器HDL 描述 --带时钟使能和异步置位的D 触发器描述 module v_registers_5 (C, D, CE, PRE, Q); input C, CE, PRE;input [3:0] D; output reg [3:0] Q; always @(posedge C or posedge PRE)begin if (PRE) Q <= 4'b1111;else if (CE) Q <= D;end endmodule

时序逻辑电路HDL描述 --Jk触发器HDL描述 JK触发器真值表 输入输出R S CE J K C Q 1X X X X↑0 01X X X↑1 000X X X无变化 00100X无变化 00101↑0 00111↑翻转 00110↑1

Jk 触发器HDL 描述 --带时钟使能和异步置位/复位的JK 触发器 module JK_FF(CLK,J,K,Q,RS,SET);input CLK,J,K,SET,RS;output Q;reg Q; always @(posedge CLK or negedge RS or negedge SET)begin if(!RS) Q <= 1'b0; else if(!SET) Q <= 1'b1;else 下一页继续

东师《数字电路与数字逻辑》19春在线作业1

(单选题)1: 下列不属于简单PLD的是（） A: PLA B: PAL C: GAL D: CPLD 正确答案: (单选题)2: 无论是那一种ADC，都是要把() A: 离散的模拟量转换成连续的数字量 B: 离散的模拟量转换成离散的数字量 C: 连续的模拟量转换成离散的数字量 D: 连续的模拟量转换成连续的数字量 正确答案: (单选题)3: ISP工程KIT是基于（）编程接口实现的 A: PC串行I/O B: PC并行I/O C: 端口号 D: 存储器地址 正确答案: (单选题)4: 一个容量为1K*8的存储器有（）个存储单元 A: 8 B: 8K#8000 C: 8192 正确答案: (单选题)5: 在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现()。A: 置0 B: 置1 C: 置0或置1 正确答案: (单选题)6: 多余输入端可以悬空使用的门是（）。 A: 与非门 B: TTL与非门 C: 或非门 D: 亦或门 正确答案: (单选题)7: 寄存器是用来暂存数据的()部件。 A: 物理 B: 物理和逻辑 C: 逻辑

(单选题)8: 二进制数100111011转换为八进制数是：() A: 164 B: 543 C: 473 D: 456 正确答案: (单选题)9: 组合电路是由（）。 A: 门电路构成 B: 触发器构成 C: A和B 正确答案: (单选题)10: 用二进制码表示指定离散电平的过程称为（） A: 采样 B: 量化 C: 保持 D: 编码 正确答案: (多选题)11: ROM的一般结构由哪几部分组成（） A: 地址译码器 B: 指令译码器 C: 存储矩阵 D: 读出电路 正确答案: (多选题)12: PLD编程连接点有哪几种形式() A: 固定连接 B: 不固定连接 C: 编程连接 D: 不连接 正确答案: (多选题)13: 基本RS触发器用两个输入端分别加有效信号（在这里低电平有效）可使触发器直接（）。 A: 置0 B: 置1 C: 置-1 正确答案: (多选题)14: 根据输出信号的特点可将时序电路分为()

第四课：算术逻辑单元

一：算术逻辑单元——（ALU） 1）比如二进制的00101010是十进制的42，所以表示储存数字是计算机的重要功能，但真正的目标是计算，有意义的处理数字：比如把“两个数相加”这些操作由计算机的“算术逻辑单元”处理，简称“ALU” 2）ALU是计算机的数学大脑，ALU*就是*计算机里负责运算的组件，基本其他所有部件都用到它。3）最著名的ALU——英特尔——74181，1970年，它是第一个封装在单个芯片的完整ALU。 4）用布尔逻辑做个简单的ALU电路，功能和74181一样，用它从头做出一台电脑 二：ALU有两个单元，1个算术单元和一个逻辑单元 1）算术单元：它负责计算机里的所有数字在操作，例：加减法。它还会做很多其他的事情，比如给某个数字加1，“把两个数字相加”这叫增量运算 2）最简单的加法电路：是拿2个bit加在一起（bit是0或1）；有2个输入：A和B,一个输出，就是两个数字的和，需要注意的是：A,B,输出，这3个都是单个（bit）(0或1) 文案大全

3）输入只有4种可能：前三个是0+0=0 1+0=1 0+1=1 (记住在二进制里面，1与true相同，0与false相同。 4）这组输入和输出，和XOR门的逻辑完全一样， 所以我们可以把XOR用作1位加法器（adder） 但第四个输入组合，1+1，是个特例。1+1=2（显然）但二进制里面没有2，二进制里1+1的结果文案大全

是0，1进到下一位，和是10（二进制）XOR的输出。只对了一部分。1+1输出0，但我们需要一根额外的线代表“进位”只有输出是1和1时，进位才是true因为算出来的结果用一个bit 存不下，方便的是，我们刚好有个逻辑门能做这个事，“AND”门，只有当两个输入为“true” 的输出才为“true”所以我们把它加到电路中。这个电路叫叫“半加器” 文案大全

《数字电路与数字逻辑》期末考试试卷A卷(1)

广西科技大学2015—2016学年第 1 学期课程考核 试题 考核课程数字电路与数字逻辑（ A 卷）考核班级软件141、142 学生数 80 印数 85 考核方式闭卷考核时间 120 分钟 1、 选择题（每题2分，共20分） 1． 数字9的BCD码是1001，那么它的余三码是（ A ） A 1100 B 1001 C 0110 D 1111 2． 若输入变量A、B全为1时，输出F为1，其余情况下，F为0，那么F与AB的关系是（ B ） A B C D 3． 二进制数1100转换成十六进制数是（ C ） A 12H B 0AH C 0BH D 0CH 4． 逻辑表达式（ C ） A B C D 5． 组合逻辑电路通常由（ A ）组合而成。 A 门电路 B 计数器 C 触发器 D 寄存 器 6． 时序逻辑电路中一定包含（ C ） A 门电路 B 计数器 C 触发器 D 寄 存器 7． 有2个与非门构成的基本RS触发器，如果要触发器输出保持不变，则（ ） A B C D 8． T触发器，如果T端为高电平，那么CP脉冲来的时候，输出Q应（ ） A 为0 B 为1 C 保持不变 D 翻

转 9． 时序逻辑电路输出状态的改变（ ） A 仅与该时刻输入信号的状态有关 B 仅与时序电路的原状 态有关 C 与时序电路的原状态无关 D 与A、B两项皆有关 10． 以下（ B ）不是解决组合逻辑电路中竞争冒险现象的方法。 A 增加冗余项 B 使用卡诺图化简 C 增加选通脉冲 D 改变设计方法 2、 使用卡诺图法化简以下逻辑函数（每题5分，共20分） 1． 2． 3． 4． 3、 问答题（每题10分，共40分） 1． 分析下图所示的组合逻辑电路。 1） 写出逻辑表达式。（4分） 2） 画出真值表。（3分） 3） 说明其逻辑功能。（3分） 2． 现有一个T触发器，请使用必要的门电路将其转换成一个JK触发器。 3． 现有5个D触发器连接如下，RST是清零信号，清零之后 5个触

数字电路与数字逻辑

返回第2 章数字逻辑电路基础和计算 机中的逻辑部件 （计算机组成原理课程的预备性知识） 2.1 数字逻辑电路基础 2.2 基本逻辑门和布尔代数知识基础 2.3 组合逻辑电路及其应用 2.4 时序逻辑电路及其应用 2.5 现场可编程器件的内部结构和编程

2.1数字逻辑电路基础 2.1.1 半导体和二极管 2.1.2 双极型晶体三极管与反相器电路 2.1.3 MOS管的结构和它的伏安特性 2.2 基本逻辑门和布尔代数知识基础 2.2.1 最基本的逻辑门电路：非门，与非门，或非门 2.2.2 布尔代数知识基础 1. 基本逻辑运算和基本逻辑门电路 2. 布尔代数的基本定理和常用公式 3. 布尔代数的应用举例：逻辑函数化简 4. 逻辑门电路设计举例

2.3组合逻辑电路 1. 基本逻辑门：反相器，与门，与非门 2. 三态门，数据选择器，译码器，编码器 3. 组合逻辑电路应用举例 2.4时序逻辑电路 1. 基本R-S 触发器，D 触发器 2. 有接收控制功能的寄存器，有输出控制功能的寄存器 有清0 控制功能的寄存器，有计数功能的计数器 3. 时序逻辑电路应用举例 2.5现场可编程器件的内部结构、编程及应用 1. 简单PLD器件 2. 复杂PLD器件 3. 门阵列器件

1. 晶体三极管和反相器电路半导体：单方向导电的物体，可以实现二极管， 与半导体相对应的有导体（双向导电）和绝缘体（不导电）。 在半导体的基体上，经过人工加工，可以生产出三极管，其特性：基极发射极 集电极+Vcc (+5V)接地输入电平〉0.7 V, 三级管导通， 使输出电平为0 V ； 输入电平= 0 V , 三级管截止， 使输出电平> 4 V ； 这已经构成了反相器线路, 完成逻辑取反功能。输出输入电阻电源+Vcc T T 返回

东师《数字电路与数字逻辑16秋在线作业2

东北师范大学东师数字电路与数字逻辑16秋在线作业2 一、单选题（共10 道试题，共30 分。） 1. 同步时序电路和异步时序电路比较,其差异在于后者() A. 没有触发器 B. .没有统一的时钟脉冲控制 C. 没有稳定状态 D. 输出只与内部状态有关 正确答案： 2. 在布尔逻辑中，每个逻辑变量的取值只有（）种可能。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 正确答案： 3. GAL的中文全称是（） A. 通用阵列逻辑 B. 现场可编程门阵列 C. 可编程逻辑阵列 D. 可编程阵列逻辑 正确答案： 4. 一位8421BCD码计数器至少需要()个触发器 A. 3 B. 4 C. 5 D. 10 正确答案： 5. 2421码110010111110转换为十进制数是：() A. 26.48 B. 23.84 C. 65.28 D. 42.64 正确答案： 6. 寄存器是用来暂存数据的()部件。 A. 物理 B. 物理和逻辑 C. 逻辑 正确答案：

7. 随机存储器具有（）功能 A. 读/写 B. 无读/写 C. 只读 D. 只写 正确答案： 8. 随机存储器具有（）功能 A. 读/写 B. 无读/写 C. 只读 D. 只写 正确答案： 9. 在使用多片DAC0832 进行D/A 转换，并分别输入数据的应用中，它的两极数据锁存结构可以（） A. 保证各模拟电压能同时输出 B. 提高D/A转换速度 C. 提高D/A 转换速度 D. 增加可靠性 正确答案： 10. 触发器可以记忆（）位二值信号。 A. 1 B. 2 C. 4 D. 8 正确答案： 数字电路与数字逻辑16秋在线作业2 二、多选题（共10 道试题，共30 分。） 1. 下列哪些属于用卡诺图化简逻辑函数时的步骤：（）。 A. 将逻辑式化为标准“与或”式 B. 画出表示该逻辑式的卡诺图 C. 找出可以合并的最小项 D. 选取化简后的乘积项。 正确答案： 2. ROM的一般结构由哪几部分组成（） A. 地址译码器 B. 指令译码器